工程结构试验

工程结构试验湖北工业大学土木工程与建筑学院2007.9教

案主要试验项目试验一电阻应变片的粘贴技术试验二悬臂梁弯曲应变的测定试验三受弯构件裂缝及挠度测定试验四结构动力特性测定试验五检测混凝土强度检测

实验一电阻应变片的粘贴一、试验目的

1、掌握电阻应变片的选用原则及方法。

2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。二、试验仪表及器材

1、万用电表、兆欧表；2、试件；

3、粘结剂（502胶）；纸基应变片；

4、砂布、棉球、丙酮、镊子；

5、电烙铁、焊锡丝、引线等。三、试验方法及步骤（一）应变片的选择与检查

选择：根据应变片的工作环境、试件类型、测试仪器的要求等来选择合适的应变片。

检查：外观，用目测或放大镜观看，应剔除应变片丝栅中有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的片；阻值，应剔除断路或短路的片，每片阻值相差不得超过仪器可调平衡的允许范围。（二）贴片1、测点表面的处理

钢筋：除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹，用丙酮清洗干净。

砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。2、贴片

上胶：胶水均匀而薄地在基底面上涂一层，稍后，当胶水发粘时顺着受力方向对中放好。3、固化处理分自然干燥或人工固化。4、粘贴质量检查分外观、阻值及绝缘度检查。5、接线：分三步①固定点设置②引出线绝缘③导线焊接

挤压：在片上盖上玻璃纸，用手指沿一个方向滚压，挤出多余的胶水和气泡。加压：用手指轻压片，直到粘住为止。（三）防潮防水处理1、拌制防潮剂常用的防潮剂有环氧树脂与聚酰胺按2：1或3：2搅拌均匀，配制而成，还可用石腊与凡士林按1：1配制，加热熔化成液体，冷却后使用。2、涂抹：将防潮剂均匀地涂在应变片上，后用纱布一层层缠紧，使胶液从中渗出，胶层表面应光滑，固化后即能起到防潮防水的作用。四、写出试验报告1、简述应变片的选用原则。2、简述贴片的操作方法及过程。3、如何进行防潮防水的处理。实验二悬臂梁弯曲应变的测定一、试验目的

1、学习应变的电测法。

2、掌握静载试验数据的分析与整理方法。二、试验仪器

1、悬臂梁试件一个（45#钢）

2、YD-88便携式超级应变仪一台三、试验方案1、试件尺寸及测点布置262(6)1(3)2(4)3(4)1(2)330(1)(2)50200P50200PACDB2、桥路接法ACDB2612343、仪器示值4、加载方案1级：P=520g；P=540g；2级：P=940g；P=940g；3级：P=1140g；P=1140g；4级：P=1340g；P=1340g；四、写出试验报告1、计算悬臂梁在P作用下，指定截面处的内力及应变。2、实测截面的弯曲应变值。3、比较理论值与实测值，分析二者产生差异的原因。附:各种接桥法（1）半桥测量的接桥法测量桥的桥臂由两个电阻应变片和仪器内部的两个固定电阻组成的联接方式，称为半桥接桥法。测量弯曲应变aba：b：则：则：测量弯曲与拉(压)复合作用的应变cdc:则:d:则:电子倾角仪导电液体当时，则：时，当则：当倾角较小时：（2）全桥测量的接桥法

特点：可以提高量测精度，主要用于由应变片作为敏感元件的各种传感器上。

测量桥的桥臂由四个应变片组成的联接方式，称为全桥接桥法。应变式位移传感器梁端点挠度与表面应变：则：构造桥接法应变式倾角传感器原理：当转角（00-50）较小时，转角和应变梁上的弯曲应变成线性关系。即：应变式测力传感器12‘3243‘4‘1‘有横向变形时关系：设：则：注意：长导线电阻对应变测量的影响

当导线长度大于10m时，测得的应变将比真实值降低１%以上，要按下式进行修正。实验三受弯构件裂缝及挠度

一、试验目的

1、了解适筋梁的正截面与斜截面破坏形态。

2、掌握结构性能的评定方法。二、试验仪器

1、钢筋砼简支梁试件一个（适筋梁）

2、YD-88便携式超级位移计一台；

3、读数显微镜一台；

4、加载设备。三、试验方案（一）加荷方案设计（二）试验荷载计算（三）加载程序设计（四）观察方法设计四、写出试验报告（一）量测数据整理

1、测试曲线图的绘制

2、挠度的计算

3、内力的计算

4、平面应力的计算（二）结构性能的评定

1、承载力评定

2、挠度评定

3、抗裂评定

4、裂缝宽度评定位移计位移计主要用于观测结构的挠度与变形，也可用于观测力、应变、转角、曲率和滑移变形等。刻度值为0.001mm的位移计，称为千分表；刻度值为0.01mm的位移计，称为百分表；刻度值大于0.01mm的位移计，称为挠度计。分类外形与构造简图测杆弹簧轴颈测杆顶头表壳齿轮内外度盘长针短针图3-1百分表外形、构造简图1、用位移计观测挠度

(1)固定位移计的不动支架要有足够的刚性，位移计测杆上下可灵活移动。

(2)位移计测杆应与所观测的位移方向一致。

(3)符合观测所需的量程及灵敏度要求。

(4)张线式位移计可用于观测较大的位移量。2、用位移计观测应变(1)用于量测结构构件的轴向应变，不宜用于受荷载后发生曲率变化的构件。如图示：图3-2位移计应变测量装置金属夹头顶杆位移计试件(2)手持应变仪可以观测多点应变，但量测精度会因人而异。图3-3手持应变仪量测装置薄钢片粘结剂脚标钢性金属杆插足位移计（3）对于长期观测或温度变化较大时，应考虑温度变化的影响。3、用位移计观测转角图3-4用位移计测定梁支座截面转角观测点处转角:4、用位移计观测曲率图3-5曲率量测装置

读数显微镜用于观测裂缝宽度，是由物镜、目镜、刻度分划板组成的光学系统。

水准仪和经纬仪可以用来量测较大位移，并能作多点和远距离的量测。读数显微镜1、读数显微镜量测裂缝宽度*目镜物镜测微螺丝裂缝分划板弹簧上下分划板上下分划板1、试验加荷图式

是指试验荷载在试件上的布置形式，包括荷载类型和分布情况。

采用等效荷载的原则

控制截面的内力值相等；等效荷载产生的主要内力图形与理论计算相近；变形的差别应考虑。2、挠度的计算

支座沉降影响的修正跨中：L0四、写出试验报告

结构自重影响的修正自重产生的挠度：跨中实测挠度：—自重荷载产生的弯距；—裂缝出现前试验荷载产生的弯距；—在作用下，消除支座沉降影响后的实测跨中挠度3等效荷载图式影响的修正Ch=0.91Ch=1.00跨中实测挠度值：等效荷载影响系数Ch：

支座测点偏移影响的修正若偏移距离为a，则跨中实测挠度US4：US4=CaUS3

徐变影响的修正—增大系数；、

—分别为荷载长、短期效应组合计算的弯距标准值。3、应力的计算单向应力：

测点处的主应力方向已知平面应力：四、写出试验报告

测点处的主应力方向未知4、内力的计算

轴向受力构件四、写出试验报告内力计算

受弯构件截面内力的计算纯弯构件：或压弯或拉弯构件：一、振源动力特性检测1、主振源探测逐台开动法波形分析法2、振源动力特性测试直接测定法；间接测定法。

试验四

结构动力特性的测定各种振源的振动记录图钢筋砼框架简图实测框架振动记录图工程实例二、结构动力特性检测动力特性参数：自振频率、振型和阻尼系数1、自由振动法（撞击荷载法）动力特性测定放大器桥盒动态电阻应变仪光线示波器结构物撞击拾振器位移传感器自由振动衰减量测系统自由振动时间历程曲线有阻尼自由振动的运动方程：—阻尼比。—衰减系数；；；自振频率：即基本周期的倒数。2、共振法（振动荷载法）功率放大器信号发生器激振器频率仪试件放大器放大器放大器放大器记录仪相位计拾振器共振法测量原理框图共振时的振动图形和共振曲线由共振曲线求阻尼系数和阻尼比衰减系数：阻尼比：参数测定用共振法测建筑物振型3、脉动法脉动法：是通过测量建筑物由于外界环境脉动（如地面脉动、气流脉动等）而产生的微幅振动，来确定建筑物的动力特性。方法有：主谐量法；统计法；频谱分析法；功率谱分析法。试验五混凝土强度和缺陷检测

检测方法1、回弹法检测混凝土强度；2、超声~回弹综合法检测混凝土强度；3、钻芯法与拔出法检测混凝土强度4、超声波检测混凝土缺陷方法1回弹法检测混凝土强度作为检测已有建筑物的承载力及耐久性的依据.

1.2试验原理依据砼强度与其表面硬度之间存在着表面硬度大砼强度高，硬度大回弹值高的关系；从而使用回弹仪弹击砼表面，建立回弹值与抗压强度校准的相关关系，用回弹值推算砼的抗压强度。1.1试验目的回弹仪的构造及分类构造：分类：分重型、中型、轻型1.3测试技术1)、试样选择用于抽样推定的结构或构件，随机抽取的数量不少于结构或构件总数的30%，且不少于10件。2)、测区选择

(1)每一测区的大小一般约为400cm2；从每一个测区测取16个回弹值，剔除3个最大值和3个最小值，计算余下的10个回弹值的平均值作为测区平均回弹值Rm。(3)相邻两测区的间距不宜>2m，相邻两测点的间距一般不<2cm，测点距结构或构件边缘或外露钢筋、铁件的距离一般不<3cm。(4)测区表面平整、干燥、清洁，在测区上均匀分布测点，同一测点只允许弹击一次。(2)长度不小于3m的每一试样的测区数应不少于10个，长度小于3m且高度低于0.5m的试件，其测区数不应少于5个。测区宜选在混凝土浇筑的侧面，且在两相对侧面交错对称布置。3)、回弹值的修正测试时回弹仪应是水平方向且弹击面为混凝土的浇筑侧面，否则，应对回弹值先进行角度修正，然后再进行浇筑面的修正。角度修正：测试面修正：见表5-1见表5-24)、碳化深度修正

碳化深度的测定：用浓度1%的酚酞溶液及钢卡尺来测定碳化深度dm值。修正：(1)当dm<0.4mm，按无碳化处理；(2)当0.4mm<dm<6mm时，查本地区专用测强曲线表，由Rm及dm值查出某测区砼强度值进行修正。(3)当dm>=6mm，按6mm处理；1.4混凝土强度推定1)试样砼强度平均值及标准差：；取大值2)

混凝土强度推定值：

(1)当按单个构件检测时，单个构件的砼强度推定值取该构件各测区中最小的。(2)当按批抽样检测时，保证率要达到95%：方法2超声-回弹综合法检测混凝土强度2.1基本原理

混凝土强度换算值同超声仪声速和回弹仪回弹值之间存在着正相关关系，混凝土的强度越高，相应的超声声速也越高，回弹值也越高。相关数学关系式为：式中：a,b,c--为试验系数。2.2测试技术1)、测点布置

(1)超声测点布置在回弹测试的同一测区内，先进行回弹测试，然后再进行超声测试。

(2)在每个测区内的相对测试面上，各布置三个超声测点，且发射和接收换能器的轴线在同一轴线上。2)、测区声速计算；—超声测距(mm)；—测区声速值(km/s)；—测区平均声时值()、、—分别为测区中三个测点的声时值。测试面修正：为顶、底面时：为侧面时：3)、传播时间计算钢筋轴线垂直于测试方向：钢筋轴线平行于测试方向：当时钢筋对测试结果无影响。即超声测量线离开钢筋轴线(1/6-1/8)L时，可以不考虑钢筋的影响。2.3混凝砼强度推定1、优先采用专用或地区测强曲线推定2、也可按下列公式计算：粗骨料为卵石：粗骨料为碎石：砼强度推定值确定方法与回弹法基本相同。3.1钻芯法检测混凝土强度(1)钻芯直径：>最大骨料粒径的3倍；(2)钻芯高度：为直径的0.95~2.0